500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями - [6]

Определение. Командная посылка — один период передачи команд всех каналов.

В простейшей двухканальной аппаратуре устройство формирования канальных импульсов обычно представляет собой автоколебательный мультивибратор, положительный импульс которого используется для передачи управляющего сигнала первого канала, а отрицательный — для передачи второго (рис. 1.5, а). Предусмотрев раздельную регулировку длительностей этих импульсов соответствующими ручками управления, обеспечивают независимое формирование двух канальных импульсов. Индикацией границы между каналами здесь является смена полярности импульсов, что можно легко использовать на приемной стороне для разделения каналов.

Однако такой способ имеет один очень существенный недостаток: между каналами возникает взаимная связь. Период следования импульсов на выходе каждого канала в приемнике (рис. 1.5, б, в) зависит от длительности как собственного канального импульса, так и от длительности командного импульса соседнего канала.

Рис. 1.5.Командная посылка двухканальной аппаратуры:

_{а — командный сигнал с выхода шифратора; б и в — командные сигналы на выходах первого и второго каналов дешифратора соответственно} 

Поскольку период следования входит в выражение для среднего значения удлиненных импульсов (1.2), скорость вращения исполнительных двигателей каждого канала будет зависеть от длительности командного импульса в соседнем канале.

Даже если длительность соседнего канального импульса не меняется, то изменение собственного канального импульса будет влиять на среднее значение напряжения дважды:

♦ собственно через τ_у;

♦ через меняющийся период повторения, равный в этом случае τ_п = τ_y1 + τ_у2.

Вывод. Зависимость между углом отклонения ручки управления и регулируемой величиной уже не будет прямопропорциональной (см. формулу 1.2), что не всегда приемлемо на практике: в канале рулевой машинки это приведет лишь к изменению скорости отработки рулевого устройства без ошибки передачи величины управляющего сигнала, а вот в канале регулятора хода изменение среднего значения напряжения прямо повлияет на скорость модели.

На рис. 1.6 изображены зависимости напряжения U_cp для одного канала от длительности разностного импульса этого канала (Δτ₁) при различных значениях разностного импульса (Δτ₂) в другом канале. Кривые построены по формуле 1.2. Сплошные линии соответствуют одинаковой исходной длительности канальных импульсов τ₁₀ = τ₂₀ = 1,5 мс, период повторения при этом равен Т_п0 = 3 мс (в отсутствие команд в обоих каналах). Пунктирные линии отражают зависимость при введении асимметрии между импульсами (τ₁₀ = 1,5 мс, τ₂₀ = 8,5 мс), период повторения Т_п0 в этом случае взят равным 10 мс.

Рис. 1.6.Иллюстрация взаимного влияния каналов

Пусть первый командный импульс (τ₁) управляет скоростью движения модели, а второй (τ₂) — углом поворота передних колес. Напряжение питания выберем равным 12 В. Из графиков видно, что при одинаковой исходной длительности канальных импульсов и повороте направо (Δτ₂ = +0,5 мс) напряжение на тяговом двигателе U_cp, при полном отклонении рукоятки управления вперед (Δτ₁ = +0,5 мс), будет равно 6 В.

Перевод передних колес в крайнее левое положение (Δτ₂ = -0,5 мс) вызовет возрастание U_cp до 8 В. Если при этом включить еще и задний ход (Δτ₁ = -0,5 мс), то на тяговый двигатель будет подано уже 12 В. Очевидно, столь существенная связь между каналами создает неудобства при управлении моделью.

Введение асимметрии между канальными импульсами улучшает ситуацию. Для рассмотренных в примере исходных параметров командных импульсов (пунктирные линии на графике), среднее напряжение на двигателе, при тех же изменениях положения ручки управления, меняется уже лишь в пределах 10–12 В.

Можно оставлять исходные длительности одинаковыми, но увеличивать их абсолютные значения. При этом будет расти период повторения (безболезненно его можно увеличивать до 20 мс), и, как это явствует из формулы 1.2, относительное влияние каналов будет уменьшаться. Имеется в виду, что максимальное значение Δτ в каждом канале остается при этом неизменным и равным 0,5 мс.

Для полного исключения взаимного влияния каналов целесообразно стабилизировать период повторения: командная посылка для двух и более каналов должна выглядеть в соответствии с рис. 1.7, г. На рис. 1.7, а, б, в показаны импульсы первого, второго и восьмого каналов, следующие с периодом повторения Т_п. Между окончанием импульса последнего канала и началом очередного периода передачи должен оставаться временной промежуток, называемый синхропаузой τ_сп, с помощью которой на приемной стороне будет обнаруживаться начало очередного цикла передачи командной посылки.

Рис. 1.7.Командная посылка с фиксированным периодом повторения:

_{а, б, в — командные сигналы 1-го, 2-го и 8-го каналов; г — результирующая командная посылка}

В моменты времени, соответствующие границам между канальным импульсами, формируются короткие (граничные) импульсы длительностью τ_г. Длительность канальных импульсов теперь закодирована в расстоянии между фронтами соседних граничных. В таком виде командную посылку можно отправлять в канал связи.